“320大院”携手攻关：肠道的“权力游戏”里，竟有这样一位“细菌外交官”

你知道吗？你的肠道，每天都在上演一场涉及10万亿微生物的“权力游戏”。

在这场“博弈”中，微生物通过释放代谢产物（如短链脂肪酸）与机体免疫系统“对话”，而机体则通过肠道上皮——这道细胞构成的“长城”，来部署黏液屏障盾牌、抗菌蛋白武器等“防御系统”，与菌群协同维持肠道微生态平衡，使它们在各自的“领地”中稳定生存。

在如此复杂的微生物群落中，肠道是否能精准识别这些细菌并“因材施教”呢？

北京时间14日深夜，“320大院”（岳阳路320号）的两位“邻居”——中国科学院上海营养与健康研究所钱友存团队、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心宋昕阳研究组合作在国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）上揭晓了答案：发现小鼠肠道上皮细胞会分泌一种“智能识别器”——APOL9蛋白——在人类中对应APOL2。这种蛋白能够精准识别一类拟杆菌目细菌，机制就如同“扫描仪读取条形码”一般，专门识别其细胞膜上的特殊脂质“标记”。

独创技术发现全新“防御”机制

论文通讯作者钱友存研究员介绍，宿主与肠道微生物的共生平衡对维持机体健康至关重要，其失衡与炎症性肠病、代谢综合征等慢性疾病密切相关。肠道上皮细胞作为宿主与微生物接触的首道屏障，不仅构成物理阻隔，还通过分泌多种功能蛋白调节菌群结构和功能。

“我们当时就想弄清楚，宿主肠道黏膜免疫系统是否进化出精准调控机制来选择性识别并靶向特定的肠道菌群成员？选择性识别的分子机制如何？”钱友存说。

通过独创的流式筛选和微生物组测序技术进行分析后发现，APOL9及其人类同源蛋白APOL2能特异性结合一类常见的肠道细菌——拟杆菌目。

令人惊奇的是，APOL9并不直接杀菌，而是促使细菌释放大量纳米级“信息胶囊”——外膜囊泡（OMVs），作为与机体沟通的信使。树突状细胞捕获OMVs后激活免疫反应，增强“警报系统”——MHC-II分子的表达，推动一类特殊免疫细胞（CD4+CD8αα+IEL）的发育，从而显著提升肠道对有害菌的防御能力。

为验证APOL9的生理功能，研究团队构建了APOL9基因敲除小鼠，并使其感染肠道病原菌沙门氏菌。这些小鼠表现出失控的病原菌扩散和显著增加的死亡率；而补充拟杆菌OMVs后，感染症状显著改善，免疫应答明显增强。

研究或有望催生创新疗法

研究团队表示，这一发现刷新了人们对肠道菌群管理的传统认知：机体不仅能通过广谱抗菌机制维持平衡，还具备“定点沟通”的能力——APOL9如同一位训练有素的“细菌外交官”，与特定细菌建立精细化合作，助力维持肠道免疫稳态。

“未来，我们计划进一步探索人类APOL2蛋白的功能，以及如何通过调控这一通路增强肠道免疫屏障。”钱友存表示。具体而言，这项研究或有望催生一系列创新疗法，例如：设计诱导特定细菌释放OMVs的药物、开发携带特殊“脂质标签”的智能益生菌等。

研究也得到了学术同行的高度评价。北京大学基础医学院教授、科学探索奖获得者姜长涛指出，研究颠覆了传统抗菌蛋白直接杀菌的认知范式，提出宿主通过APOL蛋白选择性靶向共生菌脂质成分，将其转化为免疫激活信号的新模式。这一发现为肠道感染、炎症性肠病等疾病的治疗提供了新思路。此外，人源APOL2的功能保守性提示该机制可能具有跨物种普适性，为转化医学研究奠定基础。

“从肠道免疫的大框架而言，这项研究属于其中比较关键的一环。接下去，我们还会扩展更多微生物组-免疫互作相关的前沿机制研究。”论文共同通讯作者、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心宋昕阳研究员表示，“当然，如果出现特别适合的靶点，也会考虑转化应用。两支团队背后的研究所都有专业知识产权团队评估研究项目的转化前景。”

“揭榜挂帅”聚合力攻关

值得一提的是，这项登上《自然》的重大成果，是中国科学院上海营养与健康研究所“揭榜挂帅”重大科技任务助推产出的一项重要成果。

“揭榜挂帅”机制，让所内PI（研究组长）不再“单打独斗”，而是围绕理论创新、学科前沿创新，开展建制化的攻关研究。“入围‘揭榜挂帅’的项目，本身都有不错的基础；研究所则为他们如何‘冲刺登顶’做了推动。”中国科学院院士、中国科学院上海营养与健康研究所学术所长李林表示。

新民晚报记者了解到，该所的“揭榜挂帅”机制已经培育出了多支有“战斗力”的队伍，在首席科学家的带领下，攻克最前沿的科学问题，后续将不断涌现出重磅成果。

“我在读博士的时候，就感受到了‘320大院’浓厚的学术创新氛围。这里的人才是最棒的，平台是最优的。”宋昕阳也表示，“回国的时候，我非常坚定地选择了回到‘320’大院。”